Ad Astra Awards
Ad Astra Journal
Science library
White book
University rankings
Who's who
Publications
Theses and dissertations
Ad Astra association
 
Press releases
News
Events
Funding opportunities
 
Login
Registration
 
>> Românã
 
   
 

Bogdan Bancia. Mecanismul molecular al memoriei. Dialogul omului cu natura. Principiul actiunii minime pe intelesul tuturor . Ad Astra, 2019.

Abstract: Cu totii am auzit ca daca invatam mult intre neuronii nostri din creier se stabilesc noi conexiuni (noi sinapse) si in acest mod creierul devine mai performant.

Mecanismul molecular al memoriei poate fi explicat prin analiza arhitecturii acestor sinapse si ce se intampla cu ele in cadrul procesului de invatare. Atunci cand invatam si incercam sa stocam informatie in creier, prin neuroni (si implicit prin sinapse) circula cunoscutele potentiale de actiune (impulsuri nervoase) a caror origine este bine documentata si verificata experimental.

Potentialele de actiune primite de creier duc la "o intarire a sinapselor", in sensul ca la nivelul acestora apar noi canale ionice (proteine) implicate in transmiterea impulsului nervos, lucru verificat experimental (long term potentiation).

In creier apare o noua arhitectura proteica similara arhitecturii unui hard disk de calculator, locul bitilor magnetici din hard discul unui calculator fiind luat de proteinele (canalele ionice) nou formate. Am putea spune ca dispunem de o casca proteica responsabila pentru stocarea informatiilor in creier.

Accesarea memoriilor se face in mod similar unui calculator clasic in sensul ca fiecare informatie va fi redata de un impuls nervos (potential de actiune) cu caracteristici specifice. Caracteristicile impulsului nervos sunt determinate de arhitectura proteica (canalele ionice nou formate la nivelul sinapselor).

Personal, am lucrat in laborator inregistrand potentiale de actiune pe neuroni (electrofiziologie) si am determinat structura unei proteine (Spectroscopie RMN). Ma simt atat de "bucuros" ca imi pot folosi cunostintele acumulate pentru a descrie un mecanism molecular cum este memoria.


Discutii si aspecte filozofice (ratiune, Univers)

De la mecanismul molecular al memoriei sa trecem la cateva discutii filozofice.

Ca oameni suntem fiinte rationale si asta ne deosebeste de restul speciilor. Pana in momentul de fata cu ajutorul ratiunii am elucidat multe dintre misterele Universului. Pamantul este rotund, se roteste in jurul Soarelui, sistemul solar face parte dintr-o galaxie, in Univers sunt foarte multe galaxii, Universul se afla intr-o continua expansiune si tot asa ...

Tot cu ajutorul ratiunii am elucidat ca materia organica (carbonul) din care a aparut viata s-a format in stele, deci suntem praf de stele. Incasii spuneau ca "venim din stele si ne ducem in stele" si aveau dreptate, stiinta ii confirma: peste cateva miliarde de ani Pamantul va fi inghitit de Soare, deci vom ajunge in stele.

Ajungem la teoria Big Bangu-lui si atata timp cat nu stim ce a fost inainte de Big Bang si cum a aparut Universul ne este foarte greu sa intelegem care este scopul final al vietii, privita ca parte a Universului (in acest punct fiecare om de stiinta este incercat de un sentiment de neputinta).

Ce stim despre Big Bang, este ca a fost o explozie de energie din care s-au generat cantitati egale de materie si antimaterie. Se pare ca evolutia ulterioara a materiei si antimateriei a prezentat o asimetrie, in favoarea materiei, in final ramanand o cantitate de materie din care a rezultat Universul nostru.


Colonizarea altor planete poate ca ne va mai oferi timp sa deslusim multe mistere. Cine stie ... vor fi posibile calatoriile in timp si vom afla mai multe.

Principiul actiunii minime pe intelesul tuturor

Universul tinde sa fie lenes. Toate corpurile si particulele din Univers se vor deplasa pe acele cai pe care consumul de energie este minim.

Mai simplu: sa presupunem ca vreti sa va deplasati intre doua locatii A si B. Conform principiului actiunii minime veti lua calea cea mai scurta, corespunzatoare unui consum minim de energie.

Principiul actiunii minime a fost descoperit de matematicianul francez Maupertuis si a fost aplicat cu succes in toate domeniile fizicii. Pentru fiecare domeniu al fizicii se scrie o actiune specifica.

Procedeul matematic este urmatorul:
-se scrie actiunea A = "integrala dupa timp din Lagrangean, L", unde L = Ec-Ep (diferenta dintre energia cinetica si energia potentiala a particulei studiate)
-se pune conditia de minim, deltaA = 0
-din rezolvarea conditiei de minim se obtin ecuatiile de miscare. Ex: F=ma

Putem spune ca principiul actiunii minime are un caracter universal intrucat se aplica in toate domeniile fizicii (mecanica, electromagnetism, mecanica cuantica, procese stochastice, etc), obtinandu-se toate ecuatiile fizicii.

Recent, se incearca aplicarea principiului actiunii minime in biofizica pentru a studia mecanismul de impachetare al proteinelor. Se stie ca structura impachetata este structura de energie minima.

In incheiere, sa dam un exemplu practic daca tot vorbim de energie minima. Consideram o mica picatura de ulei asezata pe apa ... aceasta va adopta o forma circulara pe suprafata apei, explicatia fiind ca energia potentiala a peliculei de ulei tinde sa fie minima, energia fiind minima cand suprafata ei este un cerc. Nu intamplator orbitele electronilor in jurul nucleului, sau orbitele planetelor in jurul Soarelui sunt circulare ... totul este energie minima. Nature knows best - energy efficiency.

Keywords: biofizica, teleologie

Posted by Bogdan Bancia

Back

   
© Ad Astra 2001-2013